к какому программному обеспечению можно отнести языки программирования
Виды программного обеспечения: какие бывают типы, классификация, примеры
Даже если нам кажется, что ПК намного умнее нас, он остается безжизненным «железом», пока в него не установят программы. Именно благодаря им техника начинает считать, думать и помогать в работе с любыми массивами данных. В статье мы кратко перечислим основные виды системного программного обеспечения для компьютеров и дадим каждому типу характеристику.
Понятие
Любой современный ПК — настольный, портативный или серверный, наполняется по схожему принципу. Если убрать лишнее, то любое ПО, даже простейшее, строится по похожему алгоритму. Должны выполняться пошаговые действия — следующий шаг начинается только после того, как завершился предыдущий.
Так, введенные с клавиатуры символы отображаются на экране, по командному клику пользователя принтер начинает печатать их на бумаге, а расчеты происходят сами после введения формулы. Любой шаг заранее программируется и называется командой для компьютера, совокупность этапов обозначается программируемым кодом.
Программисты — это люди, которые разрабатывают и настраивают ПО. Они могут управлять ПК с помощью одной строчки, в которую вводят части закодированной информации. Несколько символов в определенной последовательности включают музыку, отправляют документ на печать или открывают конкретную страницу интернет-ресурса.
Оборудование
Какие бывают типы программного обеспечения: характеристика программ
В современных компьютерах постоянно запускается и активно функционирует большое количество ПО с самым разным функционалом. Одни занимаются арифметическими расчетами, другие строят диаграммы, рисуют или помогают оставаться на линии с собеседниками через почту.
Однако ничего не активизируется просто так. Все действует под влиянием операционной системы. Кажется, что ОС совершенно не нужна — можно ведь запускать все напрямую. Иногда этот метод тоже применяется. Так работают станки ЧПУ, крупные автоматы производств, ЭВМ, другие серьезные механизмы, когда нужно постоянно повторять один и тот же алгоритм.
Но для персонального компьютера частое повторение команды не подходит. Пользователю хочется знать, какая погода в другом городе, как включить музыку и открыть текстовый документ для редактирования. Необходимо, чтобы ОС поддерживала режим многозадачности.
Со стороны программистов типы ПО обоснованы практической значимостью. Если бы не было операционной системы, пришлось бы все функции и алгоритмы вносить в один огромный код. Затраты времени на это были бы колоссальными.
ОС берет на себя большую часть рутинных задач, давая пользователям возможность работать в режиме многозадачности. Поэтому становится возможным запускать одновременно от 2 до бесконечности редакторов или визуализаторов.
Какие основные виды ПО бывают по назначению
Программное обеспечение, установленное на ПК, делится на 3 разновидности:
Системное
Это часть системы, которая помогает следить за аппаратной стороной ПК и управлять ею. Сюда входят программы, контролирующие работу оперативной памяти, центрального процессора, видеокарты, устройств ввода и вывода информации, сетевые подпрограммы.
Таким ПО считается:
Основное отличие системной разновидности считается то, что она не рассчитана на выполнение конкретной поставленной задачи. Она необходима, чтобы обеспечивать бесперебойную работу остальных частей компьютера. Ее можно назвать посредником между оборудованием — «железом» и программным кодом.
Прикладное
Наиболее обширная доля классификации. Сюда относятся графические и текстовые редакторы, браузеры, базы данных и все, что люди используют в привычной работе за компьютером. Здесь же находятся антивирусные пакеты, бухгалтерия и различные архивы.
Смысл этой разновидности в выполнении четко поставленной задачи: рисовать, учитывать, открывать сетевые страницы, набирать текст. Если утилита нужна для конкретного выполнения действия, то она является прикладным ПО.
Инструментальное
Специфическое обеспечение любой компьютерной техники. Его можно было бы отнести к прикладному, но из-за специфики применения его выделили в отдельный вид. Основная функция — отладка, настройка, переписывание программного кода.
Сюда входят компиляторы, отладчики, переводчики высокого уровня, редакторы, интерпретаторы и другие средства. Они необходимы, потому что техника не понимает человеческих слов. Чтобы ей «объяснить», что надо сделать, требуется специальный «машинный язык».
Постоянно пользоваться этим кодом базовым пользователям довольно сложно, поэтому были разработаны системы, которые позволяют переводить обычную речь в двоичную, привычную для ПК.
Разница между часто используемыми компиляторами и интерпретаторами заключается в том, что первый генерирует готовый файл, который можно запускать. А второй создает архив, который функционирует только с помощью самого сервиса.
Языки программирования: что это такое, зачем нужны и какой выбрать новичку
Разбираемся, как устроены языки программирования, почему их так много и чем они отличаются от алгоритмов.
Что такое язык программирования
Язык программирования — это набор формальных правил, по которым пишут программы. Обычный язык нужен для общения людей, а язык программирования — для общения с компьютером. Как и в любом естественном языке, тут есть лексика — слова, функции и операторы, из которых по правилам синтаксиса составляются выражения. Они имеют чёткий, вполне определённый смысл, понятный компьютеру, — семантику.
Вот, например, программа на языке JavaScript:
Здесь слово alert — лексика, один из принятых в языке методов обработки текста. Текст в одинарных кавычках, скобки, точка с запятой — правила синтаксиса. А то, что нужно сделать в итоге, — семантика. Получив эти инструкции, компьютер выведет на экран всплывающее окно с кнопкой и сообщением: «Это программа на JavaScript».
Фанат Free Software Foundation, использую Linux и недолюбливаю Windows. Пишу истории про кодинг и программы на Python. Влюблен в LISP, но пока что не умею на нем программировать.
Чем языки программирования отличаются от алгоритмов
Программы нужны для того, чтобы машина сделала что-то полезное. Это невозможно, если нет чёткого порядка действий и правил их выполнения — алгоритма.
Алгоритм работает как маршрут в навигаторе: «Из пункта А едем в пункт Б, поворот через 150 метров». Англичанин понимает его по-английски, китаец —
по-китайски, а мы с вами — по-русски. Языки разные, а порядок действий один и все должны добраться до нужного места.
Любая программа начинается с алгоритма, но на разных языках это может выглядеть по-разному. Например, вот эта — на языке С — проверяет, чтобы делитель не был нулём, а затем делит одно число на другое. Или пишет, что так делать нельзя.
То же самое, но на Python.
В программе на Python нет фигурных скобок и точек с запятой, но алгоритм и результат работы такой же, как у программы на C, да и слова похожи.
Перейти с одного языка программирования на другой легко: если знаешь Java — быстро начнёшь кодить, например, на Python или C#.
Как компьютер понимает разные языки программирования
На самом деле язык программирования — это не язык компьютера. Машина понимает последовательности нулей и единичек: есть напряжение в цепи — единица, нет — ноль. Поэтому любую программу сначала надо перевести в набор таких машинных команд.
Для этого есть два инструмента — компилятор и интерпретатор. Компилятор работает как бюро переводов: вы отдаёте ему весь текст программы, а он превращает его в исполняемый код, набор команд для процессора. Интерпретатор больше похож на переводчика-синхрониста: сказали фразу — синхронист тут же её перевёл, а компьютер выполнил.
Внутри компиляторов и интерпретаторов — сложные наборы правил по превращению языка программирования в машинный код, понятный компьютеру. Это тоже программы. Их пишут создатели нового языка — на каком-то другом, уже существующем. Например, интерпретатор Python написан на C, а сам C — на ассемблере, практически машинном коде.
Что такое библиотеки
Библиотеки — наборы функций, готовых шаблонов, написанных на каком-то из языков программирования. Это удобно и похоже на книги в обычной библиотеке: на них можно ссылаться внутри программ и сразу получать результат без необходимости каждый раз писать много кода.
Например, в Python есть модуль — библиотека yandex_translate, которая переводит тексты на разные языки. Программистам не надо создавать программу-переводчик с нуля, достаточно подключить этот модуль и обратиться к нему из любой точки кода.
Системы программирования. Прикладное программное обеспечение
Урок 15. Информатика 7 класс (ФГОС)
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Системы программирования. Прикладное программное обеспечение»
На прошлых уроках мы узнали:
· Программное обеспечение – это все программы, которые предназначены для выполнения на компьютере.
· Программное обеспечение можно разделить на три категории: системное, прикладное и системы программирования.
· К системному программному обеспечению относится операционная система и сервисные программы, которые обеспечивают работу компьютера.
· Прикладное программное обеспечение.
Мы уже знаем, что самые первые компьютеры были нужны для проведения сложных расчётов. Это были громоздкие машины, занимавшие порой целые здания. Как же с их помощью производились вычисления? Чтобы задать такой машине задачу для расчёта её переключатели устанавливались в определённом порядке и подключались провода. Однако количество переключателей не было бесконечным. То есть задачи для расчёта имели ограниченный объём. И использовать такие компьютеры могли считанные единицы людей во всём мире.
Возможно у некоторых из вас возник вопрос, как появилось такое множество самых разных программ для компьютеров? Всё началось с идеи задавать команды процессору, не изменяя электрическую схему самого компьютера. Стало проще задавать целые последовательности команд для выполнения в виде единиц и нулей. Ноль обозначал отсутствие электрического сигнала, а единица – его наличие. Эти последовательности команд процессору и были первыми программами. Процесс создания компьютерных программ и называется программированием. Программисты – это люди, которые создают компьютерные программы, а языки программирования – формальные языки, созданные для записи компьютерных программ.
Самый первый язык программирования назывался Plankalkül (Планкалкюль) – такое сложное немецкое название раскладывается на две простые составляющие: план и калькуляция, то есть – исчисление планов. Планкалкюль был придуман в период 1943–1945 гг. немецким учёным Конрадом Цузе как средство программирования для компьютера Z4. Однако из-за второй мировой войны он так и не был реализован.
До 50-х годов всё ещё использовались машинные коды. Команды машинных кодов для разных процессоров были разными. Для использования таких кодов нужно было хорошо знать устройство компьютера и особенности его процессора. Потому компьютеры всё ещё были недоступны большинству людей.
Вскоре на смену машинным языкам стали приходить языки ассемблера. Они упрощали написание программ для различных процессоров и могли собирать воедино отдельные части программ. Однако для работы с такими языками всё ещё был необходим высокий уровень знаний оборудования компьютера в целом, и понимания особенностей процессоров в частности. Так, как эти языки позволяют полностью использовать возможности конкретных моделей процессоров, в некоторых случаях они используются и сегодня.
В середине 50-х годов был реализован первый язык высокого уровня Fortran (Фортран). Сейчас большинство программ пишется именно на языках высокого уровня. Языки высокого уровня получили такое название, потому что многие команды в них записываются словами естественного разговорного языка, и сам язык имитирует разговорный. Программисту стало гораздо проще понимать и изучать язык программирования. Эти языки не привязаны к конкретным процессорам или другому оборудованию. Одна и та же программа, написанная на них выглядит одинаково для всех моделей компьютеров.
Главная особенность всех языков программирования в том, что они полностью формальны. Все правила в них носят явный характер. Программы, которые на них написаны, можно трактовать только однозначно. Благодаря этому компьютерная программа точно знает, что делать с данными, которые задал пользователь.
Существует несколько тысяч языков программирования. Некоторые языки программирования имеют широкое распространение и их использует большое количество программистов по всему миру. Другие языки используются считанными единицами людей. Все языки программирования имеют свои особенности. Некоторые из них больше подходят для создания программ, которые проводят математические расчёты, другие – для создания веб-страниц, третьи – для работы с базами данных.
Поэтому некоторые профессиональные программисты могут использовать в своей работе около десятка разных языков программирования. В следующем году мы начнём изучать язык программирования Pascal (Паскаль). Он был придуман в 1970 г. Никлаусом Виртом для обучения студентов программированию. Паскаль используется для самых разных целей, в частности хорошо подходит для написания небольших программ, выполняющих математические расчёты.
Программы на языках программирования можно записать на любом материальном носителе, даже на бумаге. Однако для того, чтобы компьютер выполнил программу, её нужно задать. Последовательность команд, из которых состоит программа, записанная на языке программирования – это исходный код программы. Компьютер переводит исходный код программы в машинные коды, проверяет его правильность. Если нужно, он указывает программисту ошибки в программе. Это происходит благодаря системам программирования. Так называется совокупность программ, которая предназначена для разработки программного обеспечения на языке программирования.
Из каких же программ состоят системы программирования? Первая из них – встроенный текстовый редактор. С его помощью программист вводит и изменяет текст программы, пользуясь при этом библиотеками стандартных функций и процедур, которые упрощают этот процесс. Для того, чтобы перевести программу в машинные коды, необходима программа-компилятор или программа-интерпретатор. Компилятор при первом запуске переводит всю программу в машинный код целиком. И при каждом следующем запуске он выполняет уже готовый машинный код. Интерпретатор при каждом новом запуске построчно переводит программу в машинный код и выполняет его. В каждой системе программирования есть программа-отладчик. Она находит ошибки в исходном коде программы и указывает на них программисту.
Мы знаем, что для работы с информацией на компьютере не обязательно знать программирование. Это возможно благодаря самому разному прикладному программному обеспечению или приложениям. Так называются программы, с помощью которых можно обрабатывать информацию не используя программирование. По применению прикладное программное обеспечение можно разделить на два вида. Это приложения общего назначения и приложения специального назначения.
Приложения общего назначения используют практически все пользователи. Они нужны для обработки разных видов информации. Рассмотрим некоторые из них:
· Текстовые редакторы предназначены для создания и обработки текстовой информации. Некоторые из них поставляются в комплекте с операционной системой Windows. Например Блокнот и WordPad. Так же популярны бесплатный текстовый редактор для Windows NotePad++ и кроссплатформенный Vim.
· Графические редакторы нужны для обработки изображений. Они бывают растровые и векторные. Растровые графические редакторы заносят изображение в память компьютера как множество точек. Векторные графические редакторы воспринимают изображение как набор геометрических фигур. Популярные растровые графические редакторы – это платный редактор Adobe Photoshop и бесплатный Gimp. С операционной системой Windows поставляется редактор Paint. Наиболее популярные векторные графические редакторы – это коммерческий CorelDRAW и бесплатный Inkscape.
· Мультимедийные проигрыватели воспроизводят звук, анимацию и видео. В комплекте с операционной системой виндоус поставляется проигрыватель Windows Media. Широко распространён кроссплатформенный бесплатный проигрыватель MPlayer.
Ещё к приложениям общего назначения относятся:
· электронные таблицы, для автоматизации расчётов,
· системы управления базами данных.
С многими приложениями общего назначения вы познакомитесь на уроках информатики в средней и старшей школе.
Разные офисные пакеты содержат различные приложения общего назначения. Как правило это текстовый процессор, редактор электронных таблиц, редактор презентаций, система управления базами данных и многое другое.
Популярные офисные пакеты: коммерческий MicrosoftOffice для Windows и бесплатные кроссплатформенные OpenOffice и LibreOffice.
Приложения специального назначения используют квалифицированные пользователи в разных сферах профессиональной деятельности. К ним относятся:
· Издательские системы. С их помощью создают макеты печатной продукции.
· Бухгалтерские системы для учёта денег в организациях.
· Математические пакеты для выполнения сложных расчётов.
· Различные экспертные системы и справочники для поиска профессиональной информации.
· Системы автоматизированного проектирования для работы с чертежами.
· Программы компьютерного моделирования, которые проводят виртуальные испытания оборудования и сооружений.
· Образовательные приложения и системы автоматического тестирования.
· Языки программирования – это формальные языки, предназначенные для создания компьютерных программ.
· Система программирования – это совокупность программ, предназначенная для разработки программного обеспечения на языке программирования.
· В систему программирования входят: встроенный текстовый редактор, библиотека встроенных функций и процедур, компилятор или интерпретатор и отладчик.
· Приложения (прикладное программное обеспечение) – это программы для обработки информации без использования программирования.
· Приложения общего назначения используются всеми пользователями для обработки различных видов информации.
· Приложения специального назначения используются квалифицированными пользователями в разных сферах профессиональной деятельности.
Классификация программного обеспечения
Введение
Под программным обеспечением понимается совокупность программных средств для создания и эксплуатации систем обработки данных с использованием средств вычислительной техники.
К программному обеспечению относится также вся область деятельности по проектированию и разработке ПО.
В нее включаются:
— технология проектирования программ;
— методы тестирования программ;
— методы доказательства правильности программ;
— анализ качества работы программ;
— разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и многое другое.
Жизненный цикл программного обеспечения (ПО) — период времени, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания программного продукта и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации. Этот цикл — процесс построения и развития ПО.
Классификация программного обеспечения
В зависимости от функций, выполняемых программным обеспечением, его можно классифицировать на: системное, прикладное и инструментальные средства программирования. Классификация (или виды) программного обеспечения представлена на рис. 1.
Рис. 1. Структура программного обеспечения компьютера
Системное программное обеспечение предназначено для управления работой компьютера. Его подразделяют на базовое, сервисное и тестовое.
К сервисному программному обеспечению относятся:
1. Драйверы (программы, с помощью которых операционная система получает доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства. Они предназначены для управления портами периферийных устройств, обычно загружаются в оперативную память при запуске компьютера).
Вот далеко не полный список применений: подключение мыши; клавиатуры; подключение графопостроителей (плоттеров), сканеров, принтеров, копировальной техники (ксероксов), дигитайзеров; связь двух компьютеров через порты последовательной передачи данных; подключение модемов для передачи данных по телефонным линиям; подключение к сети персональных компьютеров.
2. Утилиты (вспомогательные или служебные программы, которые представляют пользователю ряд дополнительных услуг).
Типичными представителями утилит являются:
— диспетчеры файлов или файловые менеджеры;
— архиваторы файлов, папок и дисков;
— средства коммуникаций (коммуникационные программы) предназначены для организации обмена информацией между компьютерами;
— средства обеспечения компьютерной безопасности (резервное копирование, антивирусные программы);
— программы динамического сжатия дисков. Они позволяют увеличить количество информации, хранимой на дисках путем ее динамического сжатия. Эти программы сжимают информацию при записи на диск, а при чтении восстанавливают в ее исходном виде.
— деинсталляторы приложений, установленных на компьютере. Они служат заменой стандартному диалогу Добавить/Удалить программу Windows. При этом работают приблизительно в 5-10 раз быстрее. Имеется функция поиска приложения по ключевому слову.
Часто утилиты объединяются в комплексы, наиболее популярны комплексы Norton Utilities, PC Tools Deluxe и Mace Utilities.
Необходимо отметить, что часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует автономно.
Инструментальные средства программирования предназначены для создания программ. К ним относятся языки и системы программирования, которые обеспечивают поддержку всех этапов работ по созданию программ: создание исходного кода программы на языке программирования, компиляцию/интерпретацию, отладку, документирование, поддержку и сопровождение программных продуктов.
Системы программирования обычно содержат трансляторы (компиляторы и интерпретаторы); библиотеки справочных программ (функций, процедур), редакторы связей, загрузчики и отладчики.
Отладчик является отдельным приложением, предназначенным для поиска ошибок в программе. Отладчик позволяет выполнять пошаговую трассировку, отслеживать, устанавливать или изменять значения переменных в процессе выполнения программы, устанавливать и удалять контрольные точки или условия остановки и т. д. Ведь, по сути, в чём заключается работа отладчика? Чтобы помочь программисту локализовать ошибку с точностью до конкретной функции, конкретной операции, конкретной переменной. В этом нелёгком деле отладчику также может помочь операционная система.
Прикладное программное обеспечение объединяет широкий перечень программ, предназначенных для различных информационных систем. Однако эти программы не могут работать без работы операционной системы (ОС), которая создает среду для их выполнения.